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11.2 : Une description simplifiée de la circulation mondiale - Géosciences


Cette section résume « ce qui » se passe. Les sections suivantes expliquent « pourquoi » et « comment ».

Considérons une planète tournante hypothétique sans contraste entre les continents et les océans. Le moyenne climatologique (moyenne sur 30 ans ; voir le chapitre Climat) les vents sur une planète aussi simplifiée auraient les caractéristiques esquissées sur les Figs. 11.3. Les vents réels de n'importe quel jour pourraient différer de cette moyenne climatologique en raison de systèmes météorologiques transitoires qui perturbent le débit moyen. De plus, les conditions moyennes mensuelles ont tendance à se déplacer vers l'hémisphère d'été (par exemple, les bandes de circulation se déplacent vers le nord d'avril à septembre).

Les vents moyens près de la surface sont représentés sur la figure 11.3a. Aux basses latitudes se trouvent de larges bandes de vents d'est persistants (U ≈ –7 m s–1) appelé alizés, nommé parce que le vents de l'est autorisé les voiliers à effectuer des opérations transocéaniques Commerce dans les vieux jours.

Ces alizés soufflent également vers l'équateur depuis les deux hémisphères, et la ceinture équatoriale de convergence est appelée la convergence intertropicale zone (CITZ). En moyenne, l'air à l'ITCZ est chaud et humide, avec une basse pression, un fort mouvement d'air ascendant, de fortes précipitations convectives (orages) et des vents légers à calmes, sauf en cas d'orage. Ce creux équatorial (ceinture basse pression) s'appelait la marasme par des marins dont les voiliers y ont été encalmés pendant plusieurs jours.

Figure 11.3 Circulation globale simplifiée dans la troposphère : (a) près de la surface, et (b) près de la tropopause. H et L indiquent des pressions hautes et basses, et HHH signifie une haute pression très forte. Le blanc indique des nuages ​​précipitants. ATTENTION : les hautes et basses pressions sont RELATIVES à la pression moyenne À LA MÊME ALTITUDE. Toutes les pressions absolues près de la tropopause sont en fait inférieures aux pressions près de la surface.

À 30° de latitude se trouvent des ceintures de haute pression de surface appelées anticyclones subtropicales (Fig. 11.3a). Dans ces ceintures, il y a de l'air chaud, sec et sans nuages ​​qui descend de plus haut dans la troposphère. Les vents de surface dans ces ceintures sont également calmes en moyenne. Autrefois, les voiliers enlisés manquaient souvent d'eau potable, causant la mort et la chute des chevaux à bord. C'est pourquoi les marins appelaient ces lieux misérables les latitudes des chevaux. Sur terre, de nombreux déserts du monde sont proches de ces latitudes.

Aux latitudes moyennes se trouvent des centres transitoires de basse pression (cyclones de latitude moyenne, L) et haute pression (anticyclones, H). Vents autour des dépressions converger (se réunir) et circuler cyclonique - dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère N. et dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère S.. Vents autour des sommets diverger (étaler) et tourner anticyclonique — dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère N. et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans le S. Les cyclones sont des régions de mauvais temps (nuages, pluie, humidité élevée, vents forts) et de fronts. Les anticyclones sont des régions de beau temps (ciel clair ou nuages ​​de beau temps, pas de précipitations, air sec et vents légers).

Les centres anticycloniques et dépressionnaires se déplacent en moyenne d'ouest en est, poussés par des vents d'ouest à grande échelle. Bien que ces vents d'ouest dominent la circulation générale aux latitudes moyennes, les vents de surface sont assez variables dans le temps et dans l'espace en raison de la somme des vents d'ouest et des circulations transitoires autour des anticyclones et des dépressions.

Près de 60° de latitude se trouvent des ceintures de basse pression de surface appelées dépressions subpolaires. Le long de ces ceintures, il y a des vents légers à calmes, des mouvements d'air ascendants, des nuages, des températures fraîches et des précipitations (sous forme de neige en hiver).

Près de chaque pôle se trouve une région climatologique de haute pression appelée anticyclone. Dans ces régions, il y a souvent un ciel dégagé, de l'air froid et sec descendant, des vents légers et peu de chutes de neige. Entre chaque anticyclone polaire (à 90°) et le minimum subpolaire (à 60°) se trouve une ceinture de vents faibles d'est, appelée la vents d'est polaires.

La stratosphère est fortement stable statiquement et agit comme un couvercle sur la troposphère. Ainsi, les circulations verticales associées à notre météo sont pour la plupart piégées dans la troposphère. Ces circulations verticales couplent les vents moyens près de la surface avec les vents moyens de la haute troposphère (près de la tropopause) décrits ici (Fig. 11.3b).

Sous les tropiques se trouve une ceinture de très fortes hautes pressions équatoriales le long des sommets des orages du FIT. L'air dans cette ceinture souffle de l'est, en raison de l'inertie des alizés transportés vers le haut dans la convection orageuse. Les vents qui s'écartent de cette ceinture soufflent vers le nord dans l'hémisphère N et vers le sud dans le S. À mesure que ces vents s'éloignent de l'équateur, ils tournent pour avoir une composante de plus en plus vers l'ouest à l'approche de 30° de latitude.

Près de 30° de latitude dans chaque hémisphère se trouve une ceinture persistante de forts vents d'ouest à la tropopause appelée la jet subtropical. Ce jet serpente un peu au nord et au sud. La pression ici est très élevée, mais pas aussi élevée qu'au-dessus de l'équateur.

Aux latitudes moyennes de la tropopause se trouve une autre ceinture de vents forts d'ouest appelée la jet polaire. La ligne médiane du jet polaire serpente vers le nord et le sud, ce qui donne une forme en forme de vague appelée un Vague de Rossby (ou alors onde planétaire), comme le montre la figure 11.1c. Les parties équatoriales de la vague sont connues sous le nom de basse pression auges, et les parties vers les pôles sont appelées haute pression crêtes. Ces crêtes et ces creux sont très transitoires et se déplacent généralement d'ouest en est par rapport au sol.

Près de 60° à la tropopause se trouve une ceinture de basse à moyenne pression. A chaque pôle se trouve un centre dépressionnaire près de la tropopause, avec des vents aux latitudes élevées soufflant généralement de l'ouest provoquant une circulation cyclonique autour de la dépression polaire. Ainsi, contrairement aux conditions proches de la surface, les vents moyens proches de la tropopause soufflent de l'ouest à toutes les latitudes (sauf près de l'équateur).

Les circulations verticales d'air chaud ascendant dans les tropiques et d'air descendant dans les régions subtropicales sont appelées Cellules de Hadley ou alors Circulations Hadley (Fig. 11.4). Au bas de la cellule de Hadley se trouvent les alizés. Au sommet, près de la tropopause, se trouvent des vents divergents. La partie ascendante de la circulation de Hadley contient souvent des orages et de fortes précipitations au FIT. Cette convection vigoureuse dans la troposphère provoque une tropopause élevée (15 à 18 km d'altitude) et une ceinture de fortes pluies sous les tropiques.

Les cellules de Hadley des hémisphères d'été et d'hiver sont fortement asymétriques. entre 0° et 15° de latitude dans l'hémisphère d'été, et a des vitesses verticales moyennes de 6 mm s–1. Le courant descendant plus large se trouve souvent entre les latitudes 10° et 30° dans l'hémisphère d'hiver, avec une vitesse moyenne d'environ –4 mm s–1 dans les centres de courant descendant. La connexion des courants ascendants et descendants est constituée de composantes de vent méridionales de 3 m s–1 en haut et en bas de la cellule.

La principale cellule de Hadley change de direction et change de position entre l'été et l'hiver. En juin-juillet-août-septembre, l'angle de déclinaison solaire moyen est de 15°N, et le courant ascendant se situe dans l'hémisphère nord (Fig. 11.4a). Sur ces quatre mois, la circulation la mieux définie se produit en août et septembre. A cette époque, l'ITCZ est centrée à environ 9°N, mais varie avec la longitude.

En décembre-janvier-février-mars, l'angle de déclinaison solaire moyen est de 14,9°S, et le courant ascendant majeur se situe dans l'hémisphère sud (Fig. 11.4c). Sur ces quatre mois, la circulation la plus forte se situe en février et mars, et la ZCIT est centrée à environ 6°S, mais varie avec la longitude. La principale cellule de Hadley transporte une chaleur importante loin des tropiques, et aussi de l'hémisphère d'été à l'hémisphère d'hiver.

Pendant les mois de transition (avril-mai et octobre-novembre) entre l'été et l'hiver, la circulation de Hadley a des cellules de Hadley presque symétriques dans les deux hémisphères (Fig. 11.4b). Durant cette transition, les intensités des circulations de Hadley sont faibles.

En moyenne sur l'ensemble de l'année, la circulation majeure de Hadley, forte mais inversée, s'annule partiellement, résultant en une circulation moyenne annuelle qui est quelque peu faible et ressemble à la figure 11.4b. Cette faible moyenne annuelle est trompeuse et ne reflète pas le véritable mouvement de la chaleur, de l'humidité et de l'élan par les vents. Par conséquent, les experts du climat préfèrent examiner les mois JJA et DJF séparément pour donner moyennes saisonnières.

Dans l'hémisphère d'hiver, un ou plusieurs courants-jets entourent la terre aux latitudes moyennes tout en serpentant vers le nord et le sud comme les vagues de Rossby (Fig. 11.1c). En moyenne autour des bandes de latitude, l'effet net est une faible circulation verticale appelée Cellule de Ferrel. Aux hautes latitudes est un modeste cellule polaire.

Dans l'hémisphère d'été, toutes les circulations sont plus faibles. Il y a des cellules de Hadley et de Ferrel mineures (Fig. Les circulations d'été-hémisphère sont plus faibles parce que le contraste de température entre les tropiques et les pôles est plus faible.

Circulations de mousson sont des circulations à l'échelle continentale entraînées par des contrastes de température continent-océan, comme le montrent les Fig. 11.5. En été, les centres anticycloniques (anticyclones) se trouvent au-dessus des océans relativement chauds, et les centres anticycloniques (cyclones) se trouvent sur les continents les plus chauds. En hiver, les centres de basse pression se situent au-dessus des océans froids et les centres de haute pression se trouvent sur les continents les plus froids.

Ces circulations de mousson représentent des conditions moyennes sur une saison. La météo réelle d'un jour donné peut être variable et peut s'écarter de ces moyennes saisonnières.

Notre Terre a un arrangement complexe de continents et d'océans. En conséquence, des circulations de mousson variant selon les saisons se superposent à la circulation à l'échelle planétaire variant selon les saisons pour produire un modèle de circulation globale complexe et variable.

À ce stade, vous avez une compréhension descriptive de la circulation mondiale. Mais qu'est-ce qui l'anime ?


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